纽约——CRISPR技术用于治疗或治愈多种疾病的潜力已经得到了充分的证明。但CRISPR作为诊断工具的能力也正在被广泛探索。布罗德研究所,威斯研究所,而像阿伯生物技术而且庞大的生物科学正在积极寻找合适的Cas核酸酶用于诊断和开发针对寨卡和登革热等疾病的即时检测.
现在,一家名为Vision Medicals的中国生物技术初创公司正在使用crispr作为诊断工具的模型,开发一种新的结核病即时检测方法。该公司将其检测定位为造父变星的GeneXpert (Xpert) MTB/RIF检测的直接竞争对手,后者目前被认为是活性和耐药结核病检测的金标准是世界卫生组织推荐的吗作为“对所有有结核病症状和体征的人的初步诊断测试”。
根据世界卫生组织的数据,结核病是全球十大死亡原因之一。2017年,有1000万人被诊断出患有这种疾病,160万人因此死亡。耐多药结核病(MDR-TB)尤其被认为是一种公共卫生危机——世卫组织在2017年估计,有55.8万例对最有效的一线治疗药物利福平(RIF)耐药的结核病新病例。
尽管结核病发生在世界各地,但亚洲目前是受影响最严重的地区之一。世卫组织指出,2017年,62%的新结核病病例发生在东南亚和西太平洋地区。8个国家——印度、中国、印度尼西亚、菲律宾、巴基斯坦、尼日利亚、孟加拉国和南非——占了当年新增结核病例的三分之二。
这种疾病本身很难诊断。核酸检测已经成为金标准,而造父变星的Xpert检测——在2010年推出——已经成为被击败的测试。2015年,美国疾病控制和预防中心表示,Xpert是“结核病控制的革命通过促进结核病疾病和耐药性的快速诊断”。
测试同时检测结核分枝杆菌(MTB)复合物和对利福平(RIF)的耐药性在不到两小时内发生。与培养结核分枝杆菌需要两到六周时间的标准培养相比,这是一个巨大的进步。
但在最近发表在该杂志上的一项研究新出现的微生物和感染来自视觉医疗、上海复旦大学、温州中心医院和其他地方的研究人员指出了一个问题2018年7月的论文《柳叶刀》该报告称,尽管使用了Xpert检测,但对儿童、艾滋病毒携带者和孕妇的肺外结核和结核的诊断仍然存在问题。《柳叶刀》的作者们呼吁“更准确、更快、更划算的筛查测试……以改善病例发现。”
视觉医疗公司相信他们有解决办法。该公司已经开发了一种基于crispr的结核病快速检测方法,据说比Xpert更快、更便宜、更精确。
造父变星没有回应记者的置评请求。
在其新论文中,该团队描述了其对179名患者的回顾性队列研究,以评估Vision Medicals的CRISPR-MTB测试及其与培养测试和Xpert的比较。研究人员说,在对肺和肺外结核临床队列中的痰液、脑脊液、脓、尿和浆液腔液样本进行评估时,CRISPR-MTB检测在两种培养(79%比33%)和Xpert(79%比66%)中均表现出整体提高的敏感性,但不包括特异性。
诊断使用Cas12a核酸酶,它识别双链DNA (dsDNA)作为激活剂,并切割单链DNA (ssDNA)。重要的是,当结合DNA扩增步骤时,研究人员发现Cas12a可以敏感地检测目标核酸分子。他们的实验表明,在10次测试中,该方法可以持续检测每微升MTB DNA的5个拷贝,在10次测试中,每微升MTB DNA的6次测试中,每微升MTB DNA的2个拷贝。这表明该试验具有接近单拷贝水平的超高灵敏度。
在51例临床确诊肺结核病例的亚队列中,21例培养阳性,38例Xpert检测阳性,分别表明敏感性为41%和75%。CRISPR-MTB能够确认51例肺结核病例中的46例(90%敏感性),包括所有21例培养阳性病例和37例xpert阳性样本。
作者写道:“这导致了对肺结核90%的敏感性,在培养阳性病例中100%的一致性,在xpert阳性病例中97%的一致性,这表明CRISPR-MTB是一种结核病检测的高灵敏度检测方法。”
当他们评估CRISPR-MTB在肺部和肺外结核的整个队列中的总体诊断性能时,研究人员发现,CRISPR-MTB在所有活动性结核病例中具有79%(91/116)的敏感性,这明显高于Xpert的66%的敏感性和33%的培养试验的敏感性。此外,他们指出,与Xpert平台所需的1 - 6毫升样品相比,CRISPR-MTB检测只需要500 μL的样品输入。
Vision Medicals联合创始人兼首席技术官Teng Xu在一封电子邮件中说:“CRISPR-MTB需要更少的样本和更短的时间,在临床实践中有可能成为一种更多功能和快速的(即时检测)。”vwin德赢ac米兰合作“当周转时间比较时,CRISPR-MTB方法需要的平均检测时间仅为1.5小时,这比培养的显著优势,甚至比2小时的Xpert检测更快。”
他补充说,CRISPR-MTB在脑脊液(73%比54%)和肺标本(90%比75%)中也显示出比Xpert更高的敏感性。对脓液(两者均为100%)、尿液和浆液腔样本(CRISPR-MTB为55%,Xpert为52%)的检测灵敏度是相当的。
“请注意,更高的敏感性并没有导致CRISPR-MTB检测的特异性(98%)下降,”Xu说。
他进一步指出,就价格而言,CRISPR-MTB也是Xpert的一个有竞争力的替代方案。Xu说,CRISPR-MTB测试的材料成本约为每个样本3.50美元,而它的总成本约为每个样本7.50美元。相比之下,培养测试平均每个样本花费14美元,基于xpert的测试平均每个样本花费22美元。
Vision Medicals认为,更高的灵敏度、更低的价格、更快的周转时间和更小的样本量要求使CRISPR-MTB检测更加优越。
徐认为,它还可以用于检测广泛的引起感染的病原体,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫。该公司正与临床医生密切合作,将该测试应用于其他传染病,许说他们已经“获得了有希望的结果”。
Vision Medicals目前正在进行一项关于CRISPR-MTB试验的大型多中心验证研究,并试图扩大该试验以显示结核病的耐药性。在平台层面,该公司也在努力使诊断更简单、更快,以满足即时检测的需求,徐说,包括在某些Cas蛋白上进行酶进化,以提高性能。
Vision Medical指出,通过将其集成到一台紧凑的台式机器中,在护理点完成整个检测过程是可行的,从而形成一个样本到答案的分析格式。
该公司也将其最近获得了1400万美元的A轮融资用于研发。该公司正计划进一步开发CRISPR测试及其宏基因组学和metatranscripics平台,重点关注传染病检测。Vision Medicals还计划利用这些资金进行CRISPR测试的临床验证,并获得监管机构的批准。
“随着我们生产IVD产品的GMP设施最近的建成,我们计划在今年完成多中心研究,进一步简化[点护理检测]的检测流程,并在2020年开始获得监管批准的过程,”Xu说。“一旦获得市场监管部门的批准,就会进行商业投放。”
该公司表示,计划首先关注中国市场,稍后将考虑海外销售。